10月27日,2026北京青年科技沙龙——具身智能与智能材料驱动的未来制造产学研用协同创新会议上,北京交通大学副教授刘然作《高机动空间连杆闭链变体机器人技术及应用》报告。团队以空间连杆机构为基础,研究通过整体形态变化实现移动的机器人平台,并探索其在铁路、矿山和水域等复杂环境中的任务适应性。
刘然介绍,闭链结构把多个连杆连接为完整系统,具有较高刚度和轻质结构潜力。团队设计出多面体、多环链等不同构型,使机器人在滚动、翻转和攀爬时,通过整体变形改变与地面的接触方式。面对低矮障碍,可收缩形态通过;遇到沟壑或台阶,则可展开以增大跨越能力。她将这一思路概括为借助机械结构的变化适应环境,而不仅是依赖控制算法补偿。
形态多变,也带来运动规划的新问题。团队围绕机器人的质心与支撑区域关系设计路径生成方法,并探索变尺度、变构态和变环路等移动技术。刘然表示,人工智能可进一步用于感知、决策和运动控制,但需要与机构学、动力学研究共同工作。模块化拆装则使同一平台能够根据任务要求快速转换形态,扩大使用范围。
报告介绍了铁路边坡与列车底部巡检、矿山环境监测、水质监测等应用探索。铁路碎石、矿山粉尘和水流冲击,都会给装备通过性与可靠性提出具体挑战;部分方向仍处于论证或试验阶段。刘然认为,闭链变体机器人能否形成规模化应用,还需要在实际场景中持续验证成本、稳定性和任务能力。
闭链结构的高刚度和变形能力提供了新的设计可能,但特殊形态的实际效率仍需通过任务指标验证。刘然在报告中坦言,部分多面体样机当前的移动速度仍较慢;不同构态之间切换,也会增加规划与控制难度。因此,团队把铁路低矮空间、松散碎石路基和矿山狭小通道作为重点方向,检验这种结构是否能凭借低剖面、低成本和较小的地形扰动形成实际优势。技术能否落地,要回到具体任务与现有装备比较。
文章来源:中关村融智特种机器人产业联盟
